计算膜面变形在建筑工程中的重要性

膜结构设计时，除了要对膜材的强度进行校核，还要对膜面的变形进行计算。《膜结构技术规程》CECS158: 2015中第3.2.8条规定：“膜结构建筑设计应根据建筑物的使用特点和总平面要求，合理确定排水坡度和泄水位置，***膜面排水顺畅。在雪荷载较大的地区，应采用较大的膜面坡度和防积雪措施。”  那么，如果不满足规程要求，会有什么后果呢？

【膜面积水】

膜结构是柔性结构，在荷载作用下，膜面会产生相对于传统结构较大的变形。排水坡度不能仅考查初始状态，应按在荷载作用下膜面变形后的坡度进行校核。如果膜面排水不畅，当膜面出现了初始积水凹坑后，雨水就会流向凹坑，并且越积越多，直至膜面破裂。即使没有破裂，也会产生不可恢复的凹坑变形。

那么，是不是膜面变形***不积水就可以了呢？

《膜结构技术规程》CECS158: 2015中第5.3.4条规定：“按正常使用极限状态设计时，膜结构的变形不得超过规定的限值。对于张拉式和索系支承式膜结构，其***位移在***类荷载效应组合下不宜大于跨度的1/250或悬挑长度的1/125；在第二类荷载效应组合下不宜大于跨度的1/200或悬挑长度的1/100。对于桅杆顶点，在第二类荷载效应组合下，其侧向位移值不宜大于桅杆长度的1/250。对于骨架支承式膜结构，其骨架***位移应符合有关骨架结构设计标准的规定。结构中各膜单元内膜面的相对法向位移，不应大于膜单元名义尺度的1/15。”

【风激振动】

膜结构的刚度由线性刚度和非线性刚度组成。当膜面较平坦、曲面曲率较小时，膜结构中的线性刚度贡献较小，在风荷载作用时膜面会产生较大变形，影响正常使用。在反复风激振动下，膜材可能会撕裂。

【结论】

1、膜面排水应考查其荷载作用下变形后的坡度，避免膜面积水。

2、膜面位移、膜支撑结构位移应符合规程要求，避免膜材撕裂。

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